Các đặc trưng sinh lý của âm: độ cao, âm sắc và độ to của âm; Các đặc trưng vật lý: tần số, cường độ âm và biên độ của âm.
a. Độ cao của âm:
Những âm có tần số khác nhau gây cho ta cảm giác âm khác nhau. Âm cao ( thanh) có tần số lớn; âm thấp ( trầm) có tần số bé.
Độ cao của âm là đặc trưng sinh lý của âm nó dựa vào đặc tính vật lý là tần số.
b. Âm sắc:
Mỗi người, mỗi nhạc cụ phát ra với sắc thái khác nhau, đặc tính đó được gọi là âm sắc.
Âm sắc là đặc trưng sinh lý của âm, nó dựa vào đặc tính vật lý là tần số và biên độ. Thực nghiệm chứng tỏ rằng: mỗi nhạc cụ hoặc một người phát ra
âm có tần số f1 thì cũng đồng thời phát ra âm có tần số f2 = 2f1;f3 = 3f1. . .. Âm có tần số f1 gọi là âm cơ bản, âm có tần số
f2, f3. . . gọi là họa âm. Tùy theo cấu trúc của thanh quảng, họa âm có biên độ khác nhau.
Vậy: âm phát ra là sự tổng hợp của âm cơ bản và các họa âm, nó có tần số f1 của âm cơ bản, nhưng đường biểu diễn của nó không phải là đường sin mà là một đường phức tạp có tính tuần hoàn. Một dạng đường biểu diễn ứng với một âm sắc nhất định.
c. Độ to của âm:
Độ to của âm là đặc trưng sinh lý của âm. Nó phụ thuộc trước hết vào cường độ âm. Cường độ âm: là lượng năng lượng được sóng âm truyền qua trong một đơn vị thời gian qua một đơn vị diện tích đặt vuông góc với phương truyền âm.( đơn vị W/m2)
I = P
S (3.16)
Mức cường độ âm L là loga thập phân của tỉ số II
0 giữa cường độ âm I của âm đang xét và
I0 chọn làm chuẩn. L= lg I I0 đơn vị là: B (3.17) hay L= 10 lg I I0 đơn vị là: dB (3.18)
Sự phụ thuộc độ to vào tần số của âm
Muốn gây cảm giác âm, cường độ âm phải lớn hơn một giá trị cực tiểu nào đó gọi là ngưỡng nghe. Tuy nhiên do đặc tính sinh lý của tai người mà ngưỡng nghe thay đổi tùy theo tần số của âm. Do đó, độ to của âm phụ thuộc vào tần số của âm.
Tai người thính nhất đối với các âm trong miền 1000Hz−5000Hz và nghe âm cao thính hơn âm trầm.
Nếu cường độ âm lên tới I = 10W/m2 thì đối với mọi tần số, sóng âm gây ra cảm giác nhức nhối. Giá trị đó gọi là ngưỡng đau.
Miền nằm giữa ngưỡng nghe và ngưỡng đau gọi là miền nghe được.
3.5 Hiệu ứng Đốp-ple3.5.1 Thí nghiệm